国五国六标准并存下的车身制造防错策略

2022-05-17汤政宪蒙庆根朱永辉

科技创新与应用 2022年13期

汤政宪，蒙庆根，朱永辉

（上汽通用五菱汽车股份有限公司重庆分公司，重庆 401120）

国五国六排放标准在全国范围内不同时间段的逐步切换，造成现有车型存在多项配置，以我公司某车型为例，不同配置的白车身总共有七种。而国五国六的白车身总成，只是部分支架，安装定位点的更改，这种不明显的小改动增加了白车身制造的难度，在批量生产中如何精准识别零件，杜绝错装漏装，防止逃逸流出车身车间，成为当前白车身生产的难点。针对车身制造防错，介绍几种防错策略在我公司的生产车间的具体应用。

1 工装防错

工装防错通过识别零件差异特征，在正式焊接之前控制夹具设备关夹动作发挥防错作用。一般设计在设备一序或二序关夹动作之前。通过识别差异特征有无控制某部分夹具的关夹动作，以控制设备正常或异常来提醒操作者选装零件是否存在错漏装。在本工位正式焊接生产前发现问题，操作者重新根据产品要求替换正确零件，避免逃逸事件以及事后带来的返修成本损失。

根据生产线设备以及控制程序原理的不同，我公司现有生产线配置的工装防错一般有以下四种策略。

1.1 气控识别防错

当制造设备为纯气控控制拼台，在零件差异特征位置增加行程开关以及逻辑阀控制气控按钮操作，当零件装配正确时夹具正常关夹，当错装零件时拼台夹具不能关夹。通过控制设备动作提醒操作者是否错漏装零件，当设备不能正常工作时提醒操作者需更换正确零件。

以某车型国五国六车型为例为匹配下车体更改，该车型国六后侧围内板下部增加缺口（如图1所示），该零件差异不明显可能会导致装错，所以在工装夹紧压头上增加气动行程开关，用于检测缺口位置。原理如图2所示：采用常闭气动行程开关，气路中串联两位气动开关。生产国五车型时，旋钮旋到国五挡位，且当行程开关压到国五零件状态（如图3所示）零件时，气路导通则下一组夹具可以正常关夹，若下一组夹具不能继续关夹，提醒操作者检查确认车型是否选择正确或者零件是否装错；反之生产国六车型一样。

图1 国六后侧围内板（增加避让缺口）

图2 气控防错识别原理图

图3 国五后侧围内板

1.2 接近开关识别防错

在底层单元，气控逻辑元件只能识别1，识别0的检测较为复杂。而电控信号可识别1和0两种状态。故当拼台设备为电控拼台时，可选择接近开关检测有无，或者电控行程开关。根据零件的差异大小来触发通断状态来识别零件装配是否正确。

某车型国六零件右后轮罩内板（如图4所示）重新设计，相比国五零件（如图5所示）变得更“长”，且在该上件工位已有基本型/标准型、5座/78座、两种车型等超过10组识别开关，已经不适用气控防错。其电控防错如图6所示，在右后轮罩内板增加一处接近开关识别国六，而国五零件不能被识别，配合车型匹配旋钮进行防错。

图4 国六右后轮罩内板

图5 国五右后轮罩内板

图6 增加接近开关识别国六右后轮罩内板

1.3 电控行程开关防错

某车型前地板存在燃油车（如图7所示）与电动车（如图8所示）区别，变化较大，分析判断利用地板横梁上的孔进行防错区分，可实施性和可维护性均较好。其电控防错如图9所示，在工装压臂安装一个欧姆龙行程开关（常闭），当生产电动车时，行程开关行程改变，内部电路导通，导通型号与PLC中车型匹配，匹配成功则给机器人动作的信号，否则，机器人不动作并发出警报提示员工检查。反之，生产燃油车一样。

图7 燃油车前地板

图8 电动车前地板

图9 防错行程开关

1.4 气控+电控防错

国六排放主要包括电子控制器（ECU）系统软硬件开发，相比于国五的ECU支架（如图10所示），国六的ECU支架新增了安装点关联更改（如图11所示），两种状态的右前大梁焊合总成共存（ECU支架为大梁总成的下一级零件），需要进行防错装识别。

但由于工装的干涉，现有直接开关识别的方式无法实现，项目团队研究设计出气动伸出机构+接近开关识别进行防错。原理：接近开关安装在气缸活塞2杆的一端，夹具关夹时气缸伸出，接近开关识别有无感应。当生产国六车型时，接近开关有感应信号，PLC中匹配车型，匹配正确则给出继续动作的信号，否则，夹具停止继续关夹并报警。反之，国五车型也一样。

以上4种工装防错策略为我公司主要使用的策略，根据生产反馈及使用经验，如图12所示，从防错识别准确性以及投资成本两个因子对4种策略做简单评价以及选用参考。

图1 0国五ECU支架

图1 1国六ECU支架（新增国六安装点）

2 智能防错

智能防错主要指自动识别零件、分析，做出反馈。通过摄像头拍照识别，差异对比分析确定是否执行正确操作。因其识别有效性较高，目前逐渐成为车身制造中的主流防错策略以焊点防错为例，一般焊接主要控制焊接缺陷如漏焊、虚焊及毛刺等，虚焊、毛刺由焊接参数、搭接状态和员工操作等多种因素影响，通常根据流程文件规范执行，并进行定期工艺纪律检查。但是，漏焊依然时有发生，即使是机器人焊接也不能100%保证，而且人工检查难免出错，由此带来潜在的质量风险较高，所以车身制造团队自主研究焊点视觉报警系统，该系统流程如图13所示，基于Python开发，通过高清摄像头拍摄焊点图片，输入程序分析，现场使用状态如图14所示，若焊点位置和数量异常，则发出警报，提示现场管理人员进行确认。